Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins ανέπτυξαν μια νέα ταχεία ανάλυση που μπορεί να ανιχνεύσει αντισώματα κατά του SARS-CoV-2 χρησιμοποιώντας ευρέως διαθέσιμα μετρητές γλυκόζης. Αυτή η νέα ανάλυση αντισωμάτων που βασίζεται σε μετρητή γλυκόζης είναι πιο εύκολη στην εκτέλεση και πιο οικονομική από τις τρέχουσες δοκιμασίες. Ένας από τους συν-συγγραφείς της μελέτης, ο Δρ. Jamie Spangler, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, είπε: “Αυτή η εργασία παρουσιάζει μια καινοτόμο προσέγγιση προς τον εκδημοκρατισμό της διαθεσιμότητας δεδομένων ανοσοπροστασίας με τη χρησιμοποίηση εμπορικών γλυκομέτρων για την ποσοτική μέτρηση των επιπέδων των αντισωμάτων που στοχεύουν την ασθένεια”. Ο Δρ Eliah Aronoff-Spencer, καθηγητής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Σαν Ντιέγκο, είπε: “Ενώ υπάρχουν αξιοσημείωτα εμπόδια στην ανάπτυξη επιτόπιων διαγνωστικών με χρήση γλυκομέτρων εκτός ραφιού, μελέτες όπως αυτές υπογραμμίζουν ένα πιθανό μέλλον όπου η διάγνωση στο σπίτι είναι τόσο φθηνή και ακριβής όσο η ανίχνευση γλυκόζης. Σε αυτό το σημείο, θα έχουμε έναν μετασχηματισμό στην παγκόσμια επιτήρηση και τον εντοπισμό προσωπικών ασθενειών”.
Πώς βοηθούν οι μετρητές γλυκόζης
Για να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί που σχετίζονται με τους ELISA, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει δοκιμές αξιόπιστης πηγής που είναι συμβατά με μετρητές γλυκόζης. Η χρήση μετρητών γλυκόζης που διατίθενται στο εμπόριο για την ανίχνευση αντισωμάτων μπορεί να μειώσει το κόστος ανίχνευσης και την ανάγκη για ειδικευμένους τεχνικούς.
Αυτές οι δοκιμές περιλαμβάνουν αντισώματα ή άλλα μόρια ανίχνευσης σε συνδυασμό με το ένζυμο ινβερτάση που διασπά τη σακχαρόζη ή τη ζάχαρη σε γλυκόζη. Τα αντισώματα που συνδέονται με την ινβερτάση συνδέονται με την πρωτεΐνη που μας ενδιαφέρει σε ένα δείγμα και παράγουν γλυκόζη με την εισαγωγή ενός διαλύματος σακχαρόζης. Η ποσότητα της παραγόμενης γλυκόζης είναι ανάλογη με την ποσότητα της πρωτεΐνης που μας ενδιαφέρει και μπορεί να ανιχνευθεί από ένα μετρητή γλυκόζης.
Ωστόσο, η σύζευξη αντισωμάτων με ινβερτάση έχει αποδειχθεί δύσκολη. Σε ορισμένες μελέτες, οι ερευνητές συνέδεσαν έμμεσα την ιμβερτάση με αντισώματα με τη βοήθεια ενδιάμεσων ενώσεων όπως τα νανοσωματίδια. Ωστόσο, μια τέτοια προσέγγιση μπορεί να προκαλέσει διακύμανση στην ποσότητα της σύζευξης και να παράγει ασυνεπή αποτελέσματα.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins έχουν τώρα αναπτύξει μια νέα ανάλυση που περιλαμβάνει αντισώματα που συνδέονται άμεσα με δύο μόρια ινβερτάσης. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γενετικά τροποποιημένα εργαστηριακά καλλιεργημένα κύτταρα για να εκφράσουν αυτά τα αντισώματα συγχωνευμένα με μόρια ινβερτάσης. Σε αντίθεση με την έμμεση σύζευξη, η γενετική σύντηξη του αντισώματος και του ενζύμου ινβερτάσης διασφαλίζει ότι ένας σταθερός αριθμός μορίων ινβερτάσης συνδέεται με το αντίσωμα. Αυτά τα αντισώματα σε συνδυασμό με την ινβερτάση μπορούν να συνδεθούν με όλα τα ανθρώπινα αντισώματα IgG.
Η νέα ανάλυση χρησιμοποιεί μια πλαστική λωρίδα επικαλυμμένη με την πρωτεΐνη ακίδας SARS-CoV-2. Κατά την επώαση της λωρίδας με δείγματα αίματος από άτομα με ιστορικό COVID-19, τα ειδικά αντισώματα του SARS-CoV-2 συνδέονται επιλεκτικά στις πρωτεΐνες της ακίδας που επικαλύπτουν την επιφάνεια της λωρίδας. Μετά το ξέπλυμα της λωρίδας για την απομάκρυνση των μη ειδικών αντισωμάτων, η ταινία μεταφέρεται πρώτα σε διάλυμα που περιέχει την πρωτεΐνη σύντηξης αντισώματος-ινβερτάσης και στη συνέχεια σε διάλυμα σακχαρόζης.
Τα ειδικά αντισώματα IgG για τον SARS-CoV-2 που είναι συνδεδεμένα με την πρωτεΐνη ακίδας στη λωρίδα μπορούν στη συνέχεια να ανιχνευθούν από την πρωτεΐνη σύντηξης αντισώματος-ινβερτάσης. Το ένζυμο ιμβερτάσης στη συνέχεια διασπά τη σακχαρόζη σε γλυκόζη, η οποία μπορεί να ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας ένα μετρητή γλυκόζης. Η ανάλυση παράγει γλυκόζη σε αναλογία με τα ειδικά αντισώματα IgG του SARS-CoV-2 στο δείγμα αίματος. Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο προσδιορισμός πρωτεΐνης αντισώματος-ινβερτάσης που βασίζεται σε μετρητή γλυκόζης θα μπορούσε να ανιχνεύσει με ακρίβεια τα αντισώματα IgG κατά του SARS-CoV-2 και η απόδοσή του ήταν συγκρίσιμη με τα εμπορικά διαθέσιμα ELISA.